CC BY
4
УДК 69.05
doi: 10.48612/dnitii/2024_50_75-83
ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА МОНОЛИТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
М. А. Фахратов А. А. Осадчий
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация
Целью настоящей публикации является выявление, рассмотрение и актуализация особенностей возведения жилых сооружений из монолитного железобетона в условиях стесненного пространства. Задачи исследования состоят в рассмотрении наиболее рациональных методов строительства монолитных жилых зданий в условиях стесненности крупных городов. Статья рассматривает понятие стесненности и специфичность влияния нового строительства на окружающую застройку, разработки котлована, возведения фундамента, надземной части здания, организации строительной площадки, снабжения строительного объекта и защиты окружающей среды. Гипотеза заключается в актуализации темы из-за необходимости строительства жилья в плотной городской застройке в нынешних реалиях. Методы исследования состоят в анализе действующих методов решения вопросов, связанных с данными условиями.
Ключевые слова
строительство, стесненные условия, жилое здание, бетонные работы, факторы, безопасность, котлован, фундамент, кран, строительная площадка, окружающая среда
Дата поступления в редакцию
22.02.2024
Дата принятия к печати
01.03.2024
Введение
Последние десятилетия особенно отмечаются тенденцией к росту объемов и темпов возведения жилых сооружений в крупных городах с уже сложившейся застройкой в следствии увеличения их населения и инвестиционной привлекательностью строительства. Данная тенденция отмечается не только в городах России, но и за рубежом. Актуальность строительства жилых зданий в стесненных условиях обуславливается необходимостью ввода жилья в действующих чертах города. На то есть веские причины, а именно: развитая торговая и транспортная инфраструктура, наличие в пешей доступности детских садов, школ, поликлиник и мест общественного досуга. Строительство жилья в сложившейся городской агломерации позволяет добавлять новые архитектурные доминанты в облик города, развивая старые районы и делая их визуально современнее
г
м О
-I
м
Э СО
>5 I
га
т X
ц
*
.о
I н
5 X
Т §
< го и и О |3
■ л <1 *
■ 2
о
Й а
О н
н °
< £ о. н
5 о
£ °
< I
3 15 <*§
2- о
и привлекательнее, а застройщикам позволяет подключатся к существующим городским коммуникациям, тем самым сокращая бюджет и сроки строительства.
Однако, несмотря на все вышеописанные положительные стороны, строительное производство в данных условиях усложняется множественными факторами. Необходимость учета влияния нового строительства на существующие вблизи здания посредством устройства шпунтового ограждения, применения отличной от обычной механизации, расположения административно-бытовых сооружений и сборочных цехов за пределами строительной площадки, потребность в специальных организационно-технологических мероприятиях и решениях экологических вопросов — это основные особенности строительно-монтажных работ по возведению монолитного жилого здания в стесненных условиях. Ко всему прочему, вышеуказанные проблемы усложняются отсутствием учитывающей в комплексе процесс строительства нормативной базы [1].
Понятие стесненных условий строительства
Понятие стесненных условий строительства и определение их факторов регламентируется в МДС 81-36.2004 — методике определения сметной стоимости строительных работ на территории Российской Федерации. Однако для столицы, Москвы, субъекта Российской Федерации, как города федерального значения, была принята отдельная территориальная сметно-нормативная база ТСН-2001.3. В данных действующих нормативных источниках приводятся определения условий стесненности, но описываемые методы имеют некоторые различия.
Так, согласно МДС 81-36.2004 (прил. 3, п. 2), стесненные условия характеризуются наличием на месте нового строительства трех из шести факторов:
1. Интенсивное движение пешеходов и автомобильного транспорта рядом со строительной площадкой, вследствие чего работа должна производится короткими захватками с окончанием всех работ;
2. Наличие большого количества подземных коммуникаций, требующих перекладку или подвеску;
3. Близкое к месту работ наличие жилых или производственных сооружений и сохраняемых зеленых насаждений;
4. Ограниченные условия или невозможность складирования материалов на строительной площадке;
5. Превышение нормативной плотности застройки на 20 и более процентов;
6. Ограничение поворота стрелы башенного крана, исходя из требований техники безопасности, согласно ПОС.
Согласно же ТСН-2001.3 (прил. 2, п. 2) стесненные условия характеризуются наличием трех и более из четырех факторов:
1. Интенсивное движение пешеходов и автомобильного транспорта рядом со строительной площадкой, вследствие чего работа должна производится короткими захватками с окончанием всех работ;
2. Наличие большого количества подземных коммуникаций, требующих перекладку или подвеску;
3. Близкое к месту работ наличие жилых или производственных сооружений и сохраняемых зеленых насаждений;
4. Ограниченные условия или невозможность складирования материалов на строительной площадке.
Как видно из приведенных данных, для Москвы, в отличии от общих федеральных норм, определение стесненных условий лишено случаев превышения нормативной плотности застройки на 20 и более процентов, а также потребностей на ограничение работы башенного крана, исходя из требований техники безопасности. Первый случай актуализирует проблему точечной застройки, представляющейся нередким явлением в столице. Второй случай еще больше поднимает вопрос отсутствия данного фактора в нормативной базе, по причине присутствия в Москве плотной городской застройки с наличием немалого количества многоэтажных строений и развитой транспортной инфраструктурой. Тем самым федеральные нормы являются более актуальными, позволяющие грамотнее и внимательнее подходить к организации строительства с данными особенностями. Столичные нормы являются более гибкими, но не освобождают от решения проблем, связанных со стесненностью строительства [2].
Касаясь вопроса самой стесненности, ее можно разделить на внешнюю и внутреннюю. Внешняя стесненность характеризуется наличием эксплуатируемых жилых или производствен- ^С ных зданий и инженерных коммуникаций, попадающих в зону влияния нового строительства и действия строительных механизмов, а также ограниченных размеров транспортных путей, необ- йн ходимых для доставки материалов и механизации на возводящийся объект.
Внутренняя же стесненность характеризуется ограниченностью площади непосредственно на строительной площадке, исключающая свободные пространства для размещения административно-бытовых помещений, мест складирования и сборочных цехов близ возводящегося объекта [3].
СО
Устройство ограждения котлована
При строительстве в сложившимся городском массиве нового жилого здания в условиях стесненности необходимо проводить оценку влияния нового строительства на окружающую застройку. Геотехнические расчеты требуется производить исходя из геологического строения участка и конструктивных решений существующих зданий для обеспечения целостности бли- го
жайших сооружений и инженерных коммуникаций. Их повреждение и осадка могут произойти т
в следствии изменения напряженно-деформированного состояния основания за счет разуплот- 2
I *
нения грунта под фундаментами действующих строений по причине выемки грунта котлована, различия конструкции фундаментов возведенных и возводимого зданий, и последующего его строительства [4].
оснований и фундаментов существующих зданий и подземных коммуникаций, которые, в свою
.о
I
Во избежание последствий, еще до выемки котлована, требуются мероприятия по укреплению ^
очередь, подразделяются на временные и постоянные. Постоянными являются те решения, кото- ^ ¡^
рые, по итогу, станут неотделимой частью строящегося сооружения. ^ 2
Для обеспечения статического равновесия строений до завершения строительства подземной ® и
части нового здания перед началом земляных работ организовывают устройство «стены в грунте» §
или шпунтового ограждения котлована по всему его периметру. Ц
«Стена в грунте» представляет из себя монолитную железобетонную заглубленную конструк- §
цию, выполняющейся посредством устройства траншеи или форшахты с дальнейшим погруже- <( ^
нием арматурного каркаса и бетонированием под защитой суспензии. «Стена в грунте» имеет £
несколько разновидностей: траншейная и свайная из буросекущихся или бурокасательных свай, д х
^ <и
2 О
реже — сборная и сборно-монолитная. Данный метод является крайне дорогостоящим, в связи с чем его стоит применять только в случае целесообразности его сооружения.
Шпунты представляют из себя погружаемые и впоследствии извлекаемые металлические трубы, со-ртаментные прокатные балки (двутавры или швеллеры) или металлические профили (шпунт Ларсена), устраиваемые вплотную друг к другу или с устройством деревянной забирки. Металлические шпунты в стесненных условиях строительства следует погружать методом безрезонансного вибропогружения или вдавливания, избегая сильного динамического воздействия на окружающую застройку.
Возведение фундамента
Проектирование и дальнейшее строительство фундамента здания вблизи существующих сооружений обладают большим количеством технологических решений, в зависимости от местных геологических условий основания, имеющие различные показатели эффективности. Однако, если с возведением плитного фундамента жилого здания в условиях стесненности проблема решается устройством ограждения котлована, то при необходимости устройства свайного фундамента есть некоторые условия.
Недопустимо устройство свай методом забивки, не позволяющий производить работы по причине ударного воздействия по оголовку сваи свайного молота, что распространяет в массиве грунта динамические воздействия и вызывает его выпор, повлекший за собой появление деформаций в существующих сооружениях. То же относится и к устройству буронабивных свай по технологии непрерывного проходного шнека, ввиду вероятного превышения объема выемки грунта, вызывающего деформации и просадки конструкций.
Устройство свай методом вдавливания, набивных свай методом вытеснения и методом ввинчивания буровых труб с теряемым башмаком также могут вызывать выпор грунта. Метод вибропогружения допустим только при условии применения нового поколения безрезонансных вибропогружателей, как уже упоминалось ранее, однако все равно может создавать вибрации в массивах грунта. Нивелировать негативные воздействия данных методов возможно лидерным рыхлением и ограничением производительности машин.
При устройстве буронабивных свай в обсадных трубах необходимо строгое следование технологии работ, несоблюдение которых повлечет за собой выпор грунта в обсадную трубу. Устройство свай под защитой глинистого раствора разрешается выполнять при условии ограничения производительности машин [5].
Возведение надземной части здания
Строительство железобетонного каркаса здания (в частности, высотного) подразумевает использование грузоподъемных кранов. В условиях плотной городской застройки их размещение также располагает своими особенностями и трудностями. Башенные краны могут как передвигаться по подкрановым путям, так и быть стационарными. Учитывая, что, согласно СП 314.1325800.2017, минимальная длина подкрановых путей должна быть не менее 12,5 метров и при том кратна 6,25 метрам, использование таких кранов может представляться невозможным ввиду ограниченности строительной площадки.
Большую роль при выборе крана играет механизм поворота его стрелы: нижнеповоротные и верхнеповоротные. Кран с поворотной башней имеет высокую устойчивость, без труда монти-
руется и демонтируется. Однако, его отрицательные черты заключаются в невозможности крепления башни к строящемуся зданию, небольших грузоподъемности и вылете стрелы. Кран с неповоротной башней имеет большую грузоподъемность, чем описываемый ранее, а также позволяет крепить его к зданию и наращивать высоту по мере строительства каркаса. Одним из наиболее рациональных решений при возведении многоэтажного строения является использование самоподъемного крана, устанавливающегося внутри строящегося сооружения в лифтовой шахте и поднимающегося соответственно возведению здания. В настоящее время такие краны существуют с размерами от 1,6 до 1,9 метров.
В стесненных условиях в зону действия башенного крана могут попасть здания окружающей застройки или другие краны возводимого сооружения. Чтобы избежать опасные ситуации пересечения стрел, краны необходимо оборудовать датчиками ограничения поворота стрелы, что в значительной степени затрудняет их эксплуатацию, вследствие чего рекомендуется рассмотрение иных вариантов расположения кранов. Условия стесненности также диктуют требования по уменьшению опасной зоны работы крана, которая может быть уменьшена посредством установки ограничителя поворота стрелы и координатной защиты, ограничения скорости поворота стрелы в сторону границы рабочей зоны, применения предохранительных механизмов для избежания падения грузов, а также установки защитного экрана по периметру здания, имеющего высоту сверх высоты подъема крюка.
Стоит упомянуть и про возможность использования в особых условиях новых «CITY» кранов, представляющие из себя мобильные башенные и автокраны [6, 7].
Говоря про инновационные организационные методы строительства в стесненных условиях следует упомянуть технологию «Top-Down». Данная технология позволяет одновременно возводить подземную и надземную части здания благодаря изначальному методу сооружения «стены в грунте», являющейся, в то же время, ограждением самой подземной части и устройству перекрытия, поддерживающегося буровыми колоннами. Процесс производства строительно-монтажных работ начинается со строительства ядра жесткости с последующим возведением надземных и подземных этажей с фундаментом. Данный метод обеспечивает безопасность окружающей застройки и позволяет сократить сроки строительства на 30%, однако является довольно затратным по сравнению с обычными способами строительства [8].
Устройство вспомогательных сооружений и дорог
Крайне важным остается вопрос размещения административно-бытовых помещений, складов, производственных цехов и мастерских. Как правило, на строительных площадках, в случаях невозможности размещения вспомогательных сооружений на территории застройки в связи с недостаточной по нормативам площадью для их размещения, временные строения переносят за границы строительства. В данном случае необходимо сравнить размещение вышеуказанных помещений на предмет организационно-технологической и экономической целесообразности.
Вспомогательные сооружения, размещенные за пределами строительной площадки, возможно устраивать как стандартным образом, так уже и в существующих строениях. В ситуации, если бытовой городок все же необходимо расположить за пределами строительной площадки, производят поиск нужного участка или сооружения. Критерии поиска сводятся к выбору наиболее приближенного к месту строительства участка или строения с наличием необходимых инженерных коммуникаций, а также приемлемой стоимостью аренды. Поиск ближайшего целесообразного места
и
Z м
О
-I
м
D CD
>s s i
re
m X
ц
s
*
i
•i! 5 i
< re (J u
о d
■ J
< s
■ 2
< s
О
Й Q О i-
H °
< S
Q. I"
ft О
£ °
< I
3 S
s о
влияет на способ прибывания рабочих на объект: пешком или при помощи автотранспорта. После выбора необходимого участка или сооружения бытовые помещения требуется максимально возможно приблизить к требованиям санитарных норм.
В условиях недостаточной площади строительной площадки может возникать и проблема устройства временных дорог. Для решения вопроса используют постоянные действующие дороги, прокладывают временные по месту будущих постоянных путей и, по мере возможности, делают кольцевую дорогу или устраивают разворотные тупики.
Поставка материалов, изделий и оборудования
Как уже говорилось ранее, при стесненных условиях не всегда возможно расположение производственных цехов в границах строительства. В следствии данной проблемы изделия изготавливают на вынесенных за пределы строительства участках или заказывают готовые на производстве с последующей доставкой. При этом важно соблюдать точный график поставки материалов и изделий. Из-за отсутствия места на строительной площадке появляется необходимость разгрузки с подачей непосредственно к месту производства работ, в результате чего данный метод снабжения требует пристальный контроль за всем процессом поставки ввиду опасности срыва сроков строительства. Дополнительные сложности отсутствия местных складских помещений может создать хранение специального оборудования. Данный вопрос возможно решить при помощи создания промежуточных складов или все той же разгрузки к месту производства работ, что, однако, вновь потребует соблюдения четкой координации и точных сроков поставки.
Защита экологической среды
Как и строительство в обычных условиях, возведение жилых зданий в стесненных условиях должно производится с соблюдением всех требований охраны окружающей среды. Так, неблагоприятное воздействие оказывает шумовой эффект строительного производства. Уровень шума зависит от вида производимых работ и затухает на 4 дБ при увеличении расстояния в 2 раза. Динамическое воздействие влияет на окружающую среду посредством работы машин, механизации и выполнения технологических процессов. При строительстве в условиях городской стесненности допустимые значения вибрационного воздействия могут превышаться в 5-10 раз. Уменьшить вибрационное влияние осуществимо при помощи выбора определенных технологических решений выполнения работ и подбора машин. Также, возведение здания оказывает негативное влияние на почвенные и грунтовые слои, грунтовые воды.
Строительство сооружений из монолитного железобетона подвергает окружающую застройку пылевому загрязнению, так как пылевые выбросы по причине строительства составляют около 50 - 70% общего объема выбросов в атмосферу. Минимизацию данного фактора возможно реализовать за счет изготовления бетона и смесей на заводах, а также смачивания временных дорог водой. Колеса автотранспорта необходимо очищать от грязи при выезде со строительной площадки.
Запрещается использовать токсичные строительные материалы без положительного санитарно-эпидемиологического заключения. В случае его получения разрешается хранить такие материалы исключительно в требуемых объемах в герметично закрытых местах.
Строительный процесс сопровождается формированием большого количества мусора, отчего необходимо грамотно подходить к сбору и утилизации бытовых и строительных отходов путем
вывоза мусора оборудованными брезентом самосвалами, сдачи металлических отходов в пункты приема металлолома и сбору сточных вод в непроницаемые емкости [9].
Заключение
Актуальность строительства жилых зданий в стесненных условиях обуславливается ростом населения и инвестиционной привлекательностью строительства. В настоящее время растет спрос на подобные объекты, несмотря на увеличение их стоимости и сложности строительного процесса. Данные условия имеют свои особенности и трудности при производстве строительно-монтажных и организационно-технологических работ, требуют большей подготовки всех участников строительства. Возведение таких зданий должно не только обеспечивать долговечность, безопасность и качество самого строящегося сооружения, но и окружающую его застройку. Необходимо не только решать насущные проблемы, но и разрабатывать новые методы строительства в стесненных условиях.
Библиографический список
1. Теличенко В. И., Терентьев О. М., Лапидус А. А. Технология возведения зданий и сооружений: учебник для строит. вузов / В. И. Теличенко, О. М. Терентьев, А. А. Лапидус. М.: Высш. шк., 2006.
2. Киселев, А. А. Понятие стесненности в нормативных базах строительного производства / А. А. Киселев, Е. А. Гусакова, А. В. Беляев // Вестник МГСУ — 2011. — № 8. — С. 427 - 429.
3. Бельчевский, Р. О. Классификация стесненных условий, влияющих на выбор организационно-технологических систем по возведению зданий и сооружений / Р. О. Бельчевский // Экономика строительства. — 2023. — № 4. — С. 126 - 130.
4. Филь, О. А. Организация строительства в стесненных условиях жилого дома / О. А. Филь, С. И. Шаповалов, А. О. Касимов // Инженерный вестник Дона. — 2019. — № 1(52). — С. 150.
5. Гайдо, А. Н. Особенности разработки проектов производства работ по устройству свайных фундаментов в стесненных условиях городской застройки / А. Н. Гайдо // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. — 2017. — Т. 8, № 4. — С. 74 - 85. — DOI 10.15593/2224-9826/2017.4.08.
6. Гаджинов, А. Т. Особенности возведения жилых зданий в стеснённых условиях исторически сложившейся застройки города / А. Т. Гаджинов // Технические и математические науки. Студенческий научный форум : Электронный сборник статей по материалам III студенческой международной научно-практической конференции. Том 3 (3): Общество с ограниченной ответственностью «Международный центр науки и образования», 2018. — С. 12 - 16.
7. Маилян, Л. Р. Анализ организационных особенностей работы монтажных кранов в стесненных условиях строительства / Л. Р. Маилян, М. А. Зорина // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство и строительные технологии : Сборник статей 78-ой всероссийской научно-технической конференции, Самара, 19 - 23 апреля 2021 года / Под редакцией М. В. Шувалова, А. А. Пищулева, А. К. Стрелкова. — Самара: Самарский государственный технический университет, 2021. — С. 325 - 338.
и
Z м
О
-I
м
D CD
>s s i
ГО
m X
ц
s
*
i H
s
s x
< ro и ffl
о Ö
■ j
< s
■ 2
< iE о
Й Q
О i-
H °
< S
Q. I"
ft U
£ °
< I
3 ig
s ö
8. Жабасова, Р. В. Проблема строительства в стесненных условиях. Применение инновационных технологий / Р. В. Жабасова, А. О. Эрзяйкина, Е. В. Кузнецова // Современные проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энергообеспечения : Материалы IX Национальной конференции с международным участием, Саратов, 11 - 12 апреля 2019 года / Под ред. Ф. К. Абдразаков. — Саратов: Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова, 2019. — С. 101 - 106.
9. Куприенко, Е. С. Вопросы экологии при строительстве в стесненных условиях плотной городской застройки / Е. С. Куприенко // Проблемы и перспективы развития России: молодежный взгляд в будущее: сборник научных статей 4-й Всероссийской научной конференции, Курск, 14 - 15 октября 2021 года. Том 3. — Курск: Юго-Западный государственный университет, 2021. — С. 74 - 77.
10. Моделирование пластического разрушения цилиндрических сосудов с патрубком под действием внутреннего давления / Н. А. Берков, А. И. Архангельский, Т. А. Горшунова [и др.] // Системные технологии. — 2023. — № 4(49). — С. 45 - 53. — DOI 10.55287/22275398_2023_4_45. — EDN XBTPLJ.
11. Comparison of steel frame elements design using SP16.1330.2017 and AISC / G. E. Okolnikova, T. H. Gebre, A. N. Al Amin [et al.] // Системные технологии. — 2023. — No. 3(48). — P. 87 - 106. — DOI 10.55287/22275398_2023_3_87. — EDN HGMEER.
12. Расчет остаточных напряжений в полом цилиндре под действием внутреннего давления / М. Ш. Гатиев, Л. И. Лесняк, Б. М. Языев [и др.] // Системные технологии. — 2023. — № 2(47). — С. 74 - 83. - DOI 10.55287/22275398_2023_2_74. — EDN EMLLWK.
13. Алипур, М. Перспективы применения высокопрочного бетона с использованием сельскохозяйственных отходов / М. Алипур, Г. Э. Окольникова // Системные технологии. — 2023. — № 2(47). — С. 146 - 154. — DOI 10.55287/22275398_2023_2_146. — EDN DVPGNO.
14. Гордеева, Г. В. Контроль прочности бетонных конструкций при проведении оценки остаточного ресурса зданий и сооружений опасного производственного объекта в сфере теплоэнергетики / Г. В. Гордеева, А. К. Курбанмагомедов, Д. В. Спицов // Системные технологии. — 2022. — № 4(45). — С. 73 - 86. — DOI 10.55287/22275398_2022_4_73. — EDN TRFQDC.
FEATURES OF THE CONSTRUCTION OF MONOLITHIC RESIDENTIAL BUILDINGS IN CRAMPED CONDITIONS
M. A. Fakhratov A. A. Osadchiy
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow
Abstract
The Keywords
construction, cramped conditions, residential building, concrete construction, factors, safety, excavation, foundation, crane, construction site, environment
The purpose of this publication is to identify, review and update the features of the construction of residential structures made of monolithic reinforced concrete in a confined space. The objectives of the study are to consider the most rational methods of constructing monolithic residential buildings in conditions of overcrowding in large cities. The article examines the concept of
constraint and the specificity of the impact of new construction on the surrounding area, excavation, foundation construction, aboveground part of the building, organization of the construction site, supply of the construction site and environmental protection. The hypothesis is to update the topic due to the need for housing construction in dense urban areas in the current realities. The research methods consist in analyzing the current methods of solving issues related to these conditions.
Date of receipt in edition
22.02.2024
Date of acceptance for printing
01.03.2024
Ссылка для цитирования:
М. А. Фахратов, А. А. Осадчий. Особенности строительства монолитных жилых зданий в стесненных условиях. — Системные технологии. — 2024. — № 1 (50). — С. 75 - 83.
Z н О
-I М
э
со
о х л
4
<и н
5
с и S У
со 2 О "
* )S О «
Р5
U а О О
* 2
- 1
■ X
Ой <и
0Q (Ц
О о.
§ г
И
2 а
■ о ой X
. и
Z о
